RU2449226C2 - Solar battery panel substrate and method of its manufacturing - Google Patents
Solar battery panel substrate and method of its manufacturing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2449226C2 RU2449226C2 RU2010125140/06A RU2010125140A RU2449226C2 RU 2449226 C2 RU2449226 C2 RU 2449226C2 RU 2010125140/06 A RU2010125140/06 A RU 2010125140/06A RU 2010125140 A RU2010125140 A RU 2010125140A RU 2449226 C2 RU2449226 C2 RU 2449226C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strings
- cord
- impregnated
- substrate
- solar battery
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам спутника, служащим для преобразования солнечной энергии в электрическую, в частности к способу изготовления подложки панели солнечной батареи, состоящей из струн.The invention relates to satellite devices for converting solar energy into electrical energy, in particular to a method for manufacturing a substrate of a solar panel panel consisting of strings.
Наиболее близким по технической сущности является патент RU 2068212, согласно которому подложка солнечной батареи, взятая за прототип, выполнена из сетчатого материала, изготовленного из стеклонитей методом уточно-филейного переплетения, обработанного кремнийорганическим лаком.The closest in technical essence is the patent RU 2068212, according to which the substrate of the solar battery, taken as a prototype, is made of a mesh material made of glass fibers by the method of fillet weaving, treated with silicone varnish.
Недостатками данной подложки являются:The disadvantages of this substrate are:
- значительная масса сетчатой подложки;- significant mass of the mesh substrate;
- структура сетчатой подложки не соответствует размерам фотоэлектрических преобразователей;- the structure of the mesh substrate does not match the size of the photoelectric converters;
- сетчатая подложка из стеклонитей отличается невысокой стойкостью к истиранию;- the mesh substrate of glass fibers is notable for low abrasion resistance;
- сетчатая подложка из стеклонитей не обеспечивает требований по чистоте, являясь существенным источником механических частиц в виде стеклянных волокон в процессе изготовления подложки, установки на каркас, проведения виброиспытаний изделий, транспортирования изделий и на участке выведения.- a mesh substrate made of glass fibers does not meet the requirements for cleanliness, being an essential source of mechanical particles in the form of glass fibers during the manufacture of the substrate, installation on the frame, vibration testing of products, transportation of products and in the excretion area.
В качестве прототипа способа изготовления подложки солнечной батареи взят способ, раскрытый в патенте RU 2068212. Согласно данному способу подложку выполняют из сетчатого материала методом уточно-филейного переплетения из стеклонитей, растягивают на каркасе при удельной нагрузке 0,2-0,7 кгс/пог.см, обрабатывают кремнийорганическим лаком и производят отжиг сетчатого материала в вакууме при температуре (90-120)°C в течение 2-5 ч. Обработка сетчатой подложки кремнийорганическими лаками 139-240 и 136-320 позволяет снизить выделение газообразных веществ с подложки при воздействии факторов космического пространства (ФКП). Отжиг пропитанной лаком сетчатой подложки в вакууме при температуре (90-120)°C уменьшает газовыделение с подложки.As a prototype of a method for manufacturing a solar cell substrate, the method disclosed in RU 2068212 is taken. According to this method, the substrate is made of mesh material by the fillet weave method from glass fibers, stretched on a frame at a specific load of 0.2-0.7 kgf / pog. cm, treated with organosilicon varnish and annealed the mesh material in vacuum at a temperature of (90-120) ° C for 2-5 hours. Processing the mesh substrate with organosilicon varnishes 139-240 and 136-320 allows to reduce the emission of gaseous substances with dlozhki when exposed space factors (PCF). Annealing the varnish-soaked mesh substrate in vacuum at a temperature of (90-120) ° C reduces the gas evolution from the substrate.
Сетчатая подложка, изготовленная таким способом, обеспечивает достаточный просвет подложки солнечной батареи, не нарушающий тепловой режим.The mesh substrate made in this way provides a sufficient clearance of the substrate of the solar battery, not violating the thermal regime.
Основными недостатками данного способа являются:The main disadvantages of this method are:
- значительный расход лака для пропитки сетчатой подложки;- significant consumption of varnish for impregnation of the mesh substrate;
- сетчатая подложка из стеклонитей является существенным источником механических частиц в виде стеклянных волокон в процессе изготовления подложки, установки на каркас, проведения виброиспытаний изделий, транспортирования изделий и на участке выведения.- a mesh substrate made of glass fibers is an essential source of mechanical particles in the form of glass fibers during the manufacture of the substrate, installation on the frame, vibration testing of products, transportation of products and in the excretion area.
Целью изобретения является устранение указанных недостатков и создание легкой, прочной, износостойкой, не пылящей струнной подложки, обеспечивающей работоспособность панелей солнечной батареи при длительном воздействии ФКП.The aim of the invention is to remedy these shortcomings and create a lightweight, durable, wear-resistant, non-dusting string substrate that ensures the operability of solar panels with prolonged exposure to PCF.
Технический результат достигается за счет того, что подложку панели солнечной батареи, состоящую из сетчатого материала, пропитанного связующим составом, изготавливают из арамидного шнура. При изготовлении подложки панели солнечной батареи струны сетчатого материала выполняют из арамидного шнура, сначала его обезгаживают, потом нарезают в требуемый размер, пропитывают связующим составом, например кремнийорганическим лаком, выполняют закрутку, повторяют пропитку, растягивают пропитанный шнур, затем сушат. При этом шнур имеет оплетку и сердечник с разрывной нагрузкой шнура - не менее 20 кгс; готовые струны до установки на каркас выдерживают в нормальных условиях под нагрузкой (25-70)% от разрывной, потом их устанавливают на каркас с шагом, исходя из размеров ФП, шнур обезгаживают в вакууме 10-5-10-6 мм рт.ст. при температуре (120-150)°C не менее 12 ч, закрутку выполняют каждого конца шнура из расчета (3-7)° оборота на 1 мм длины, в натянутом состоянии одновременно с 2-х концов в противоположные стороны, пропитанный шнур растягивают с усилием (25-70)% от разрывной нагрузки, после повторной пропитки шнур выдерживают в нормальных условиях не менее 2 ч, а сушку производят при температуре (120-150)°C не менее 5 ч.The technical result is achieved due to the fact that the substrate of the solar panel panel, consisting of a mesh material impregnated with a binder composition, is made of aramid cord. In the manufacture of the substrate for the solar panel panel, the strings of the mesh material are made of an aramid cord, first it is degassed, then cut into the required size, impregnated with a binder, for example, silicone varnish, twist, repeat the impregnation, stretch the impregnated cord, then dry. In this case, the cord has a braid and a core with a breaking load of the cord - at least 20 kgf; the finished strings, before installation on the frame, are held under normal conditions under a load of (25-70)% of the bursting, then they are installed on the frame in increments, based on the dimensions of the fiber, the cord is degassed in vacuum 10 -5 -10 -6 mm Hg at a temperature of (120-150) ° C for at least 12 hours, twist each end of the cord at the rate of (3-7) ° turn per 1 mm of length, in a tensioned state at the same time from 2 ends in opposite directions, the impregnated cord is stretched with force (25-70)% of the breaking load, after repeated impregnation, the cord is kept under normal conditions for at least 2 hours, and drying is carried out at a temperature of (120-150) ° C for at least 5 hours.
При этом выбор арамидного шнура обусловлен его высокой прочностью, низким удельным весом, невысоким относительным удлинением при разрыве, достаточной эластичностью, высокой термо- и радиационной стойкостью, низкой ползучестью под нагрузкой, высокой износостойкостью. Арамидный шнур сочетает в себе лучшие свойства металлокорда - высокие показатели по прочности и модулю - с уникальными свойствами полиамидных нитей: низким удельным весом, сопротивлением утомлению. Таким образом, благодаря применению арамидного шнура достигается высокая прочность и жесткость струн при малой массе, стабильность размеров струнной подложки.Moreover, the choice of aramid cord is due to its high strength, low specific gravity, low elongation at break, sufficient elasticity, high thermal and radiation resistance, low creep under load, high wear resistance. Aramid cord combines the best properties of steel cord - high strength and modulus - with the unique properties of polyamide yarns: low specific gravity, fatigue resistance. Thus, due to the use of an aramid cord, high stringency and stiffness of the strings with a low weight and dimensional stability of the string substrate are achieved.
Выбор необходимого типа арамидного шнура производят исходя из конкретных требований по нагрузке.The choice of the required type of aramid cord is made on the basis of specific load requirements.
Например, разрывная нагрузка не менее 20 кгс выбрана исходя из величины внешних сил, действующих на струну (массы фотопреобразователей (ФП), массы кабелей, величины нагрузки, действующей на струну на участке выведения).For example, a breaking load of at least 20 kgf is selected based on the magnitude of external forces acting on the string (mass of photoconverters (FP), mass of cables, magnitude of the load acting on the string in the lead-out section).
Из ассортимента арамидных шнуров выбирают шнуры, отвечающие техническим требованиям.From the range of aramid cords, cords that meet the technical requirements are selected.
Например, шнур диаметром менее 0,5 мм не обеспечивает требуемых механических свойств подложки (прочность, жесткость), шнур диаметром более 0,7 мм обладает большей массой, требует большего усилия натяжения, большей жесткости рамы, что влечет за собой нежелательное увеличение массы конструкции.For example, a cord with a diameter of less than 0.5 mm does not provide the required mechanical properties of the substrate (strength, stiffness), a cord with a diameter of more than 0.7 mm has a greater mass, requires more tension, more rigidity of the frame, which entails an undesirable increase in the mass of the structure.
Таким образом наиболее подходящими являются арамидные шнуры диаметром от 0,5 до 0,7 мм.Thus, aramid cords with a diameter of 0.5 to 0.7 mm are most suitable.
Сущность изобретения поясняется диаграммами, где показаны кривые растяжения до разрыва шнура в состоянии поставки, после обезгаживания и готовой струны (фиг.1, кривые 1-3 соответственно).The invention is illustrated by diagrams, which shows the tension curves before breaking the cord in the delivery state, after degassing and the finished string (figure 1, curves 1-3, respectively).
В качестве примера осуществления приведен способ изготовления подложки солнечной батареи, в котором в качестве струн материала подложки используют арамидный шнур с диаметром 0,5-0,7 мм и с разрывной нагрузкой не менее 20 кгс, состоящий из оплетки и сердечника. Все параметры осуществления (температура, время, величина нагрузки и др.) даны как рекомендуемые для данного типа арамидных шнуров.As an example of implementation, a method for manufacturing a substrate of a solar battery is provided, in which aramid cord with a diameter of 0.5-0.7 mm and a breaking load of at least 20 kgf, consisting of a braid and a core, is used as the strings of the substrate material. All exercise parameters (temperature, time, load, etc.) are given as recommended for this type of aramid cords.
В предпочтительном воплощении изобретения шнур предварительно обезгаживают в вакууме 10-5-10-6 мм рт.ст. при температуре (120-150)°C не менее 12 ч; нарезают в требуемый размер струн, пропитывают связующим составом, например кремнийорганическим лаком 136-320; выполняют закрутку каждого конца шнура из расчета (3-7)° оборота на 1 мм длины, в натянутом состоянии одновременно с 2-х концов в противоположные стороны; повторяют пропитку лаком; растягивают пропитанный шнур с усилием (25-70)% от разрывной нагрузки; выдерживают в нормальных условиях не менее 2 ч; сушат при температуре (120-150)°C не менее 5 ч, готовые струны до установки на каркас выдерживают под нагрузкой (25-70)% от разрывной; готовые струны устанавливают на каркас с шагом, исходя из размеров фотоэлектрических преобразователей.In a preferred embodiment of the invention, the cord is preliminarily degassed in a vacuum of 10 -5 -10 -6 mm Hg. at a temperature of (120-150) ° C for at least 12 hours; cut into the required string size, impregnated with a binder composition, for example, silicone varnish 136-320; twist each end of the cord at the rate of (3-7) ° rotation per 1 mm of length, in a taut state at the same time from 2 ends in opposite directions; repeat the varnish impregnation; stretch the impregnated cord with a force of (25-70)% of the breaking load; maintained under normal conditions for at least 2 hours; dried at a temperature of (120-150) ° C for at least 5 hours, the finished strings are kept under load (25-70)% of the burst prior to installation on the frame; finished strings are installed on the frame in increments, based on the size of the photoelectric converters.
Операция обезгаживания исходного шнура снижает его параметры газовыделения до требуемых критериев за счет удаления летучих веществ и воды и способствует улучшению пропитки и адгезии лака. Вакуумный режим обезгаживания наиболее предпочтителен, т.к. операция обезгаживания на воздухе более длительная и сопровождается протеканием окислительных процессов.The operation of degassing the original cord reduces its gas evolution parameters to the required criteria by removing volatile substances and water and helps to improve the impregnation and adhesion of the varnish. Vacuum degassing is most preferable, as the operation of degassing in air is longer and is accompanied by the occurrence of oxidative processes.
Закрутка шнура способствует более глубокому проникновению лака, уменьшает деформацию готовой струны в зоне рабочих нагрузок, а повторная пропитка позволяет зафиксировать состояние шнура после закрутки. Количество кручений шнура выбирается к конкретному варианту исполнения.The twist of the cord contributes to a deeper penetration of the varnish, reduces the deformation of the finished string in the area of workloads, and re-impregnation allows you to fix the state of the cord after twisting. The number of torsions of the cord is selected for a specific embodiment.
По сравнению с прототипом порядок выполнения действий по изготовлению подложки изменен и существенно дополнен.Compared with the prototype, the order of the steps for the manufacture of the substrate is changed and significantly supplemented.
Струны, изготовленные таким способом, сохраняют высокую механическую прочность, эластичность, но отличаются улучшенными упругими свойствами в зоне рабочих нагрузок (см. фиг.1, диаграммы «нагрузка-деформация» при растяжении до разрыва исходного (1), обезгаженного шнура (2) и готовой струны (3)).Strings made in this way retain high mechanical strength, elasticity, but differ in improved elastic properties in the area of workloads (see Fig. 1, load-strain diagrams when stretched to break the initial (1), degassed cord (2) and finished string (3)).
Данный способ изготовления струн с учетом условий их выдержки до установки на каркас под нагрузкой (25-70)% от разрывной позволяет компенсировать воздействие температурных деформаций материала струн, обеспечивая в дальнейшем отсутствие провисания струнной подложки на каркасе при воздействии отрицательных температур в процессе эксплуатации панелей солнечной батареи.This method of manufacturing strings, taking into account the conditions of their exposure to installation on the frame under a load of (25-70)% of the breaking load, can compensate for the effect of temperature deformations of the string material, further ensuring the absence of sagging of the string substrate on the frame when exposed to negative temperatures during operation of the solar panel .
Данный способ реализуется следующими устройствами:This method is implemented by the following devices:
- Для обезгаживания шнуров в вакууме 10-5-10-6 мм рт.ст. используют термобарокамеру.- For degassing cords in a vacuum of 10 -5 -10 -6 mm RT.article use a thermal chamber.
- Для растягивания струн в горизонтальном положении используют технологическую оснастку.- To stretch the strings in a horizontal position, use technological equipment.
- Пропитку струн лаком выполняют вручную с помощью тампона из поролона, обернутого бязью, при этом обжимая струну тампоном. Первую пропитку можно осуществить окунанием.- The strings are impregnated with varnish manually using a swab made of foam rubber wrapped in coarse calico, while squeezing the string with a swab. The first impregnation can be done by dipping.
- Для закрутки струн пользуются дрелью либо выполняют вручную.- To twist the strings, use a drill or do it manually.
Сушку струн на оснастке проводят в термокамере.Drying the strings on a snap is carried out in a heat chamber.
На предприятии разработаны и изготовлены опытные образцы струн, проведены испытания тестовых каркасов со струнной подложкой. Результаты показали высокую стойкость струн к факторам эксплуатации (циклическое изменение температуры в вакууме от минус 150°C до 130°C, воздействие ионизирующего излучения поглощенной дозой до 6×106 Гр, отсутствие провисания струн на имитаторах каркасов при воздействии экстремальных положительных и отрицательных температур).The enterprise developed and manufactured prototypes of strings, tested test frames with a string substrate. The results showed high resistance of the strings to operating factors (cyclical changes in temperature in vacuum from minus 150 ° C to 130 ° C, exposure to ionizing radiation with an absorbed dose of up to 6 × 10 6 Gy, lack of sagging of strings on frame simulators under the influence of extreme positive and negative temperatures) .
Изготовленная таким образом подложка панели СБ является универсальной, позволяющей компенсировать воздействие температурных деформаций на алюминиевом или углепластиковом каркасах, значительно снижает вес панели, а выбор способа крепления струн к каркасу и возможность располагать их с шагом в зависимости от размеров фотоэлектрических преобразователей способствуют увеличению площади размещения фотоэлектрических преобразователей на панели и соответственно мощности СБ.The SB panel substrate made in this way is universal, which makes it possible to compensate for the effects of temperature deformations on aluminum or carbon fiber reinforced plastic frames, significantly reduces the weight of the panel, and the choice of how to attach the strings to the frame and the ability to arrange them in increments depending on the size of the photoelectric converters contribute to an increase in the area of the photoelectric converters on the panel and, accordingly, the power of the SB.
Из известных авторам патентно-информационных источников не известна совокупность признаков, сходных с признаками заявляемого объекта.From known to the authors of patent information sources, the totality of features similar to those of the claimed object is not known.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010125140/06A RU2449226C2 (en) | 2010-06-18 | 2010-06-18 | Solar battery panel substrate and method of its manufacturing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010125140/06A RU2449226C2 (en) | 2010-06-18 | 2010-06-18 | Solar battery panel substrate and method of its manufacturing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010125140A RU2010125140A (en) | 2011-12-27 |
| RU2449226C2 true RU2449226C2 (en) | 2012-04-27 |
Family
ID=45782183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010125140/06A RU2449226C2 (en) | 2010-06-18 | 2010-06-18 | Solar battery panel substrate and method of its manufacturing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2449226C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2013713C1 (en) * | 1991-05-06 | 1994-05-30 | Моисей Александрович Берченко | Converter of solar energy into electric power |
| RU2068212C1 (en) * | 1993-08-06 | 1996-10-20 | Государственное научно-производственное предприятие "Квант" | Process of manufacture of backing of solar battery |
| JP2003332605A (en) * | 2002-05-15 | 2003-11-21 | Sharp Corp | Surface roughening method of semiconductor substrate and solar battery |
| RU2242824C1 (en) * | 2003-08-21 | 2004-12-20 | Открытое акционерное общество "Сатурн" | Solar battery |
-
2010
- 2010-06-18 RU RU2010125140/06A patent/RU2449226C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2013713C1 (en) * | 1991-05-06 | 1994-05-30 | Моисей Александрович Берченко | Converter of solar energy into electric power |
| RU2068212C1 (en) * | 1993-08-06 | 1996-10-20 | Государственное научно-производственное предприятие "Квант" | Process of manufacture of backing of solar battery |
| JP2003332605A (en) * | 2002-05-15 | 2003-11-21 | Sharp Corp | Surface roughening method of semiconductor substrate and solar battery |
| RU2242824C1 (en) * | 2003-08-21 | 2004-12-20 | Открытое акционерное общество "Сатурн" | Solar battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010125140A (en) | 2011-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cheour et al. | Effect of water ageing on the mechanical and damping properties of flax-fibre reinforced composite materials | |
| Barjasteh et al. | Moisture absorption of unidirectional hybrid composites | |
| Xiao et al. | Water absorption and desorption in an epoxy resin with degradation | |
| RU2449226C2 (en) | Solar battery panel substrate and method of its manufacturing | |
| CN102094325A (en) | Preparation method of poly(p-phenylene benzabisoxazole) (PBO) fabric with hydrophobic property | |
| Kini et al. | Behavioral study of mechanical properties of glass fiber-epoxy composites under moisture absorption | |
| Oguma et al. | Hybridization effects on the fatigue properties of novel core‐in‐sheath‐type carbon/glass hybrid thermoplastic composite rods | |
| JPH10321048A (en) | Tension member and lightweight/low slackness overhead wire using the tension member | |
| WO2014119280A1 (en) | Carbon fiber cord for reinforcing rubber article and rubber article using same | |
| JP5100867B2 (en) | Method for producing carbon fiber bundle for filament winding | |
| El Alaoui et al. | Performances comparison of wind turbine blades materials | |
| Kandas et al. | An investigation of the mechanical characteristics of natural particle‐reinforced glass and epoxy composites after immersion in acidic and basic aging solutions | |
| CN105976909A (en) | Carbon fiber enhanced high-tensile-strength cold-resistant torsion-resistant flexible cable for wind power generation | |
| Bergès et al. | Effect of Moisture Uptake on Flax Fiber. Reinforced Composite Laminates: Influence on dynamic and quasi. static Properties | |
| Amir et al. | Effect of gamma radiation on compressive properties of kevlar/oil palm empty fruit bunch hybrid composites | |
| Belal et al. | Numerical study on the design of flax/bamboo fiber reinforced hybrid composites under bending load | |
| CN202434228U (en) | High temperature resistant cable for cranes | |
| CN102222542A (en) | Composite material cable core | |
| CN102019996A (en) | Preparation method for extra hydrophobic carbon fabric boat | |
| CN215051107U (en) | Tightening structure is woven to aramid fiber for tightening string formula semi-rigid base plate | |
| CN104613624A (en) | Air conditioner indoor unit shell made of novel carbon fiber material | |
| Li et al. | Research on the Multi-factor Aging Resistance for the materials of Composite Poles | |
| CN109610207A (en) | A kind of antistatic is mining hawser and its processing method | |
| CN102080302B (en) | Manufacturing method of extremely low-expansion and high-modulus tensile cable | |
| Berges et al. | Bio-composites for structural urban outdoor applications-A study of the impact of fiber content on the durability of flax fiber-reinforced epoxy composites |